基于PLC的模糊PID微生物發(fā)酵過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、微生物發(fā)酵作為當(dāng)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，已被普遍用于食品、制藥等各個(gè)領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大。本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點(diǎn)和當(dāng)今國內(nèi)市場(chǎng)的切實(shí)需要，在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)非線性、時(shí)變、大滯后的發(fā)酵過程，將模糊PID控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中。主要對(duì)發(fā)酵過程中的溫度、PH值、溶氧濃度、及壓力控制算法進(jìn)行研究。
　　本

2、文首先完成微生物發(fā)酵過程中的參數(shù)檢測(cè)工作，文中的參數(shù)檢測(cè)集中于溫度、壓力、pH值還有溶氧濃度4個(gè)方面。通過參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果了解微生物發(fā)酵過程中環(huán)境變化和細(xì)胞代謝的生理變化情況，更好的做好微生物發(fā)酵的優(yōu)化控制。接著對(duì)完成微生物發(fā)酵控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)。微生物發(fā)酵過程的控制主要包括溫度、pH、溶氧濃度、基質(zhì)和細(xì)胞濃度等的控制。采用模糊PID控制策略，為了使調(diào)節(jié)控制器能夠進(jìn)行準(zhǔn)確控制，控制器的參數(shù)應(yīng)設(shè)定為可調(diào)。最后，完成了發(fā)酵控制系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)

3、計(jì)與仿真。根據(jù)設(shè)計(jì)的自整定模糊PID控制策略來設(shè)計(jì)它的控制器，實(shí)驗(yàn)選用的仿真模糊平臺(tái)是依托MATLAB軟件建立起來的，并在Simulink模塊中分別建立PID仿真模塊和模糊PID仿真模塊，分別對(duì)PID控制器和模糊PID控制器進(jìn)行仿真。
　　仿真結(jié)果顯示：相對(duì)于PID控制算法，本文采用的基于自整定模糊PID的控制算法，具有響應(yīng)速度快，控制精度高，系統(tǒng)超調(diào)范圍小，魯棒性強(qiáng)，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)使系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)，證明了該控制方法的可行性